朱長江 郭艾

摘 要：大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)對理工科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有先導(dǎo)性、全局性、基礎(chǔ)性地位。華南理工大學(xué)組建大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團隊，以培養(yǎng)理工科創(chuàng)新型人才為目標，構(gòu)建“傳授數(shù)學(xué)理論—開展數(shù)學(xué)實驗—強化數(shù)學(xué)應(yīng)用—引導(dǎo)數(shù)學(xué)創(chuàng)新”“四步進階”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)新路徑，在師資建設(shè)、資源建設(shè)、考核評價、理工融合、創(chuàng)新驅(qū)動等五個方面采取一系列具體改革舉措，實現(xiàn)了“五個轉(zhuǎn)變”。

關(guān)鍵詞：大學(xué)數(shù)學(xué)；教學(xué)團隊；教學(xué)改革；創(chuàng)新能力；人才培養(yǎng)

創(chuàng)新型人才素質(zhì)特征表現(xiàn)在創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力三個方面，而數(shù)學(xué)是理工科創(chuàng)新型人才具備創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的前提和基礎(chǔ)，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革在理工類高校教育教學(xué)改革中往往具有先導(dǎo)性、全局性、基礎(chǔ)性

地位。

華南理工大學(xué)針對學(xué)生學(xué)習(xí)觀念問題、大學(xué)數(shù)學(xué)課程與專業(yè)（學(xué)科）融合問題、學(xué)生知識（積累）與能力（發(fā)展）脫節(jié)問題，提出了“啟迪思維、夯實基礎(chǔ)、提升素養(yǎng)、培養(yǎng)能力”的教學(xué)理念，構(gòu)建了“傳授數(shù)學(xué)理論—開展數(shù)學(xué)實驗—強化數(shù)學(xué)應(yīng)用—引導(dǎo)數(shù)學(xué)創(chuàng)新”“四步進階”頗具特色的創(chuàng)新人才培養(yǎng)新路徑，著力推進教師教學(xué)觀念、教學(xué)方法、教學(xué)組織、學(xué)生學(xué)習(xí)觀念、課程考核評價方式等方面的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革，為一流理工科專業(yè)人才培養(yǎng)提供強有力的數(shù)學(xué)支撐，全面提升理工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一、加強制度建設(shè)，改革教學(xué)觀念，推動教師從重科研、輕教學(xué)向教學(xué)科研相長的雙優(yōu)型教師轉(zhuǎn)變

重科研、輕教學(xué)的教師評價體系和職稱晉升條件，使很多教師疏于教學(xué)。為了讓長于教學(xué)的教師專心教學(xué)，也讓科研能力強的青年教師在做科研的同時愿意投入時間精力于本科教學(xué)中，華南理工大學(xué)自2000年起通過實施“興華人才工程”，分類開展以教學(xué)為主的“教學(xué)團隊”和以科研為主的“學(xué)科團隊”的教師隊伍建設(shè)，學(xué)校制定了《“興華人才工程”學(xué)術(shù)團隊及公共教學(xué)團隊建設(shè)實施方案》《華南理工大學(xué)專業(yè)技術(shù)職務(wù)申報條件》和《華南理工大學(xué)本科教學(xué)優(yōu)秀獎評選辦法》等相關(guān)配套制度[1]?！芭d華人才工程”實施方案為教學(xué)團隊教師制定了優(yōu)于學(xué)科團隊10%～40%的崗位津貼分配辦法及績效獎勵制度，專業(yè)技術(shù)職務(wù)申報設(shè)立了以考核教學(xué)水平為主的專職教學(xué)型教授和副教授崗位。結(jié)合華南理工大學(xué)深入開展以教學(xué)為主的“教學(xué)團隊”建設(shè)的各項制度，數(shù)學(xué)學(xué)院組建了微積分和工程數(shù)學(xué)兩支以教學(xué)為主的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團隊，制定團隊考核標準，細化科研和教學(xué)任務(wù)，對青年教師提出了教學(xué)科研雙優(yōu)的高標準，重獎教學(xué)競賽獲獎教師和學(xué)生評教優(yōu)秀教師[2-3]。

通過實施多項激勵教學(xué)的新制度，提升了一批高水平中青年教師的教學(xué)熱情，他們投身于教學(xué)一線講授大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程。目前，大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團隊是一支成員構(gòu)成多元化（年齡多元化，學(xué)緣多元化，研究方向多元化）、教育理念先進、教師潛心教學(xué)、教學(xué)科研雙優(yōu)的高素質(zhì)教學(xué)團隊。

二、改革教學(xué)組織方式，建設(shè)支撐平臺，營造課內(nèi)與課外互動的育人環(huán)境，推動教學(xué)空間從以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外相結(jié)合轉(zhuǎn)變

團隊教師結(jié)合多年教學(xué)實踐，編寫出版了大學(xué)數(shù)學(xué)課程系列教材，特別是近三年圍繞“以生為本，以學(xué)為主”的教學(xué)宗旨，建設(shè)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)資源，形成支撐理論教學(xué)、實驗教學(xué)與創(chuàng)新實踐的兩大平臺：廣東省精品資源共享課程“微積分”和廣東省數(shù)學(xué)技術(shù)實驗教學(xué)示范中心。

廣東省精品資源共享課程“微積分”教學(xué)平臺由大學(xué)數(shù)學(xué)系列教材、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和在線考試系統(tǒng)構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源包括用于教師備課的教學(xué)資源和用于“翻轉(zhuǎn)課堂”的課程學(xué)習(xí)資源，具體包括“教學(xué)大綱”“教學(xué)日歷”“微積分160學(xué)時的教學(xué)設(shè)計”“微積分160學(xué)時的授課教案”“專題精講20講”“優(yōu)秀教師授課實況錄像160學(xué)時”“習(xí)題課錄像100學(xué)時”“作業(yè)講評錄像64學(xué)時”“116個微積分疑難問題解答”“拓展學(xué)習(xí)”等多個模塊。在線考試系統(tǒng)由大學(xué)數(shù)學(xué)系列課程試題庫和題庫管理系統(tǒng)、試卷管理系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)、成績管理系統(tǒng)、評卷管理系統(tǒng)、考試管理系統(tǒng)六大子系統(tǒng)組成。在線考試系統(tǒng)具有自動成卷、自動存儲、成績保存等功能，為教師在教學(xué)過程進行考核和對學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)效果進行檢測提供了便利。

廣東省數(shù)學(xué)技術(shù)實驗教學(xué)示范中心由基礎(chǔ)層面和應(yīng)用層面多個實驗室構(gòu)成，為學(xué)生提供各種數(shù)學(xué)軟件、實驗工具和實驗環(huán)境[4]。

兩大支撐平臺為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供了豐富的資源，使得課內(nèi)和課外的教與學(xué)緊密結(jié)合，極大地拓展和延伸了課內(nèi)外學(xué)習(xí)和師生互動的時空，營造了課內(nèi)與課外互動的育人環(huán)境，實現(xiàn)了教學(xué)空間從以課堂為主向課內(nèi)外相結(jié)合的轉(zhuǎn)變。

三、改革課程考核評價方式，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，推動學(xué)生從“要我學(xué)習(xí)”向“我要學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變

造成學(xué)生學(xué)習(xí)觀念片面、學(xué)習(xí)興趣缺失和學(xué)習(xí)動力不足的主要原因有三點：一是對大學(xué)數(shù)學(xué)課程的功能認識僅限于其工具性，忽略了數(shù)學(xué)是培養(yǎng)理性思維能力和科學(xué)思想方法最好的知識載體；二是過度地強調(diào)理論知識的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)學(xué)的了解不全面，缺乏對數(shù)學(xué)文化的認識；三是以結(jié)果評價為主的大學(xué)數(shù)學(xué)考核制度，由于一次考試失敗就會導(dǎo)致學(xué)生該門課程不通過，可能使學(xué)生喪失繼續(xù)學(xué)習(xí)的信心。

針對上述這三點，我們將數(shù)學(xué)文化融入課程教學(xué)中，并在每年10月定期舉辦持續(xù)時間一個月的數(shù)學(xué)文化節(jié)，開展多種豐富多彩的活動，幫助學(xué)生初步了解數(shù)學(xué)與人類社會發(fā)展的關(guān)系，體會數(shù)學(xué)的科學(xué)價值、應(yīng)用價值、人文價值、美學(xué)價值，開闊視野，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，改變學(xué)習(xí)觀念，增進學(xué)生對數(shù)學(xué)功能的全面認識。同時，構(gòu)建靈活多樣的課程考核方式，采用在線測試、面試、研究報告、開卷考試、期末閉卷統(tǒng)考等多種形式的考核方式，并對數(shù)學(xué)競賽獲獎?wù)哌M行加分?！耙保ㄅd趣）、“逼”（考

核）、“激”（競賽）并舉，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，實現(xiàn)了學(xué)生從“要我學(xué)習(xí)”向“我要學(xué)習(xí)”的轉(zhuǎn)變。

四、設(shè)立數(shù)學(xué)技術(shù)教學(xué)實驗室，推動大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)和專業(yè)學(xué)科相分割向相融合的轉(zhuǎn)變

我們聯(lián)合電信、土木交通、材料、機械等工科學(xué)院，建設(shè)了四個數(shù)學(xué)技術(shù)實驗室，以工程問題為導(dǎo)向開設(shè)數(shù)學(xué)技術(shù)實驗項目，促進大學(xué)數(shù)學(xué)與工科專業(yè)的融合，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力[4]。

根據(jù)我校理工結(jié)合、工科見長的特點，依托學(xué)?！皬V東省數(shù)學(xué)技術(shù)實驗示范中心”，我們把數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)知識、工程專業(yè)知識和數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用等有機地結(jié)合起來。在數(shù)學(xué)實驗技術(shù)教學(xué)中，為促進大學(xué)數(shù)學(xué)理論與工程學(xué)科的交流和合作交叉，選擇“數(shù)字信號”“材料力學(xué)”“高分子物理”“機械原理”四門對數(shù)學(xué)要求較高的工程課程，共同開發(fā)數(shù)學(xué)技術(shù)實驗案例。通過教師講授演示、學(xué)生分組討論、師生共同學(xué)習(xí)、個別輔導(dǎo)、學(xué)生自主探索等多種教學(xué)方式，教會學(xué)生能夠用數(shù)學(xué)技術(shù)去解決工科專業(yè)中的工程問題，加深學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的深刻領(lǐng)會與運用，促進數(shù)學(xué)知識向?qū)I(yè)學(xué)習(xí)的有機滲透和融合，實現(xiàn)了大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)和專業(yè)學(xué)科相分割向大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)和專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)相協(xié)助、數(shù)學(xué)與工程專業(yè)相融合的轉(zhuǎn)變。

五、構(gòu)建“傳授數(shù)學(xué)理論—開展數(shù)學(xué)實驗—強化數(shù)學(xué)應(yīng)用—引導(dǎo)數(shù)學(xué)創(chuàng)新”“四步進階”的人才培養(yǎng)路徑，著力培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決各類各級工程問題的能力

針對大學(xué)數(shù)學(xué)對理工科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵作用，我們在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革實踐中，提出了“傳授數(shù)學(xué)理論—開展數(shù)學(xué)實驗—強化數(shù)學(xué)應(yīng)用—引導(dǎo)數(shù)學(xué)創(chuàng)新” 的“四步進階”的人才培養(yǎng)路徑。

（1）傳授數(shù)學(xué)理論。“以教師為主導(dǎo)”設(shè)計大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)過程，采用案例式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、探究、分析、解決問題并獲得結(jié)論的能力，給學(xué)生打好數(shù)學(xué)基本理論的基礎(chǔ)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的能力。

（2）開展數(shù)學(xué)實驗?！耙越處煘檩o導(dǎo)”，通過驗證性的基礎(chǔ)層數(shù)學(xué)實驗訓(xùn)練學(xué)生基本的數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法、計算方法和對數(shù)學(xué)軟件的熟練使用，并掌握基本的數(shù)學(xué)建模方法。

（3）強化數(shù)學(xué)應(yīng)用?！耙越處煘橹笇?dǎo)”，以專業(yè)基礎(chǔ)課為切入點開展應(yīng)用層的數(shù)學(xué)實驗，強化學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。

（4）引導(dǎo)數(shù)學(xué)創(chuàng)新?！耙越處煘檩o助”進行科研訓(xùn)練，學(xué)生利用數(shù)學(xué)技術(shù)開展數(shù)學(xué)建?；顒?，并通過鼓勵學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生系列科技學(xué)術(shù)競賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽等各類科技創(chuàng)新競賽及各種科學(xué)實踐活動[5-6]，培養(yǎng)學(xué)生有效應(yīng)用數(shù)學(xué)技術(shù)創(chuàng)新性地解決專業(yè)技術(shù)問題的能力。

在踐行大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)遞進式、提升式的發(fā)展路徑中，有效解決了學(xué)生知識積累與能力發(fā)展相脫節(jié)的問題，在促進學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論水平提高的同時，培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決各類工程問題的能力，提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)了教師從以傳授知識、問題解惑為主向傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素養(yǎng)相結(jié)合的轉(zhuǎn)變。

通過踐行面向理工科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的“四步進階”大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革，學(xué)生對數(shù)學(xué)理論的理解以及運用數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法解決實際問題的能力明顯提高，大批創(chuàng)新人才脫穎而出。自2011年以來，華南理工大學(xué)學(xué)生獲得全國大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽廣東賽區(qū)一等獎123項、二等獎133項，特別是在歷屆的一等獎項中均包攬了廣東省前5名，并代表廣東省參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽決賽，在決賽中獲得一等獎5項、二等獎11項、三等獎12項；學(xué)生獲得全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽一等獎6項，二等獎25項；獲得美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽特等獎1項，特等獎提名4項，一等獎48項，二等獎156項。多名本科生運用大學(xué)數(shù)學(xué)理論、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)軟件等數(shù)學(xué)工具發(fā)表高水平論文180多篇，特別是“華工-華大基因組科學(xué)創(chuàng)新班”同學(xué)分別以第一作者、并列第一作者或署名作者身份在Nature、Science、Cell等國際頂尖學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表SCI論文70多篇、CNS論文46篇，受到校內(nèi)外專家的贊揚。

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[基金項目：2014.1–2016.12：國家級精品資源共享課“偏微分方程”，教高司函【2013】115號；2015.9–2018.12：數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)綜合改革試點，廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程立項建設(shè)項目，粵教高函【2015】133號；2014.1–2017.12：依托教學(xué)團隊，實施“以生為本，多元融合”的大學(xué)數(shù)學(xué)教育改革，廣東教育教學(xué)成果獎（高等教育）培育項目，粵教高函〔2015〕72號；2015.9–2018.12：大學(xué)數(shù)學(xué)課程改革與建設(shè)，廣東省教育教學(xué)改革項目，粵教高函【2015】173號；2014.1–2018.12：流體力學(xué)方程的數(shù)學(xué)理論，國家自然科學(xué)基金重點項目，批準號：11331005；2014.1–2016.12：非線性偏微分方程及相關(guān)問題的研究，教育部“創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃”項目，批準號：IRT13066]

[責(zé)任編輯：夏魯惠]